PENGEMBANGAN ISOLAT RHIZOBAKTERI INDIGENOUS MERAPI SEBAGAI PUPUK HAYATI UNTUK MENINGKATKAN PRODUKTIVITAS PADI LAHAN KERING

Bidang Ilmu :PERTANIAN

LAPORAN AKHIR PENELITIAN
HIBAH BERSAING

PENGEMBANGAN ISOLAT RHIZOBAKTERI INDIGENOUS MERAPI
SEBAGAI PUPUK HAYATI UNTUK MENINGKATKAN
PRODUKTIVITAS PADI LAHAN KERING

TIM PENGUSUL
Ketua : Ir. Agung Astuti, MSi, NIDN : 0523096201
Anggota : Ir. Sarjiyah, MS,
NIDN : 001809196102
Ir. Hariyono, MP,
NIDN : 0030036501

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
Nopember, 2013

i

A. LAPORAN HASIL PENELITIAN\
ABSTRAK
Rhizobacteri indigenous Merapi yang telah dikarakterisasi sebagai isolat MA,
Mb dan MD tahan terhadap cekaman osmotik hingga > 2,75 M NaCl. Isolat MD
lebih kuat melarutkan Phosphat dibanding isolat MA dan MB, namun isolat MA
dan MB kemampuan Nitrifikasinya sangat kuat dan mampu Amonifikasi daripada
isolat MD. Isolat Rizhobakteri indegenous Merapi mampu berkembang di
rhizosfer tanaman padi dalam cekaman kekeringan, meskipun perlu adaptasi
hingga minggu ke 3 dan populasi campuran isolat MA-MB-MD tertinggi
(76,68x109 cfu/ml), namun dipengaruhi kadar lengasnya. Tanaman padi dalam
kondisi cekaman air (KL 40 %) nyata berpengaruh lebih baik terhadap semua
parameter pertumbuhan tanaman padi. Saling pengaruh antara perlakuan
campuran isolat MA-MB-MD dengan frekuensi penyiraman tampak pada
indikator pertumbuhan tanaman padi (akar dan tajuk), namun belum berpengaruh
sampai ke hasil padi. Frekuensi penyiraman 1 hari sekali tanpa inokulasi,
pengaruhnya sama dengan inokulasi isolat MB-MD penyiraman 3 hari sekali,
bahkan 6 hari sekali dengan inokulasi campuran isolat MA-MB-MD. Diharapkan
formulasi Rhizobacteri indigenous Merapi dapat digunakan sebagai pupuk hayati
untuk meningkatkan toleransi tanaman padi terhadap cekaman kekeringan.

ABSTRACT
Rhizobacteri indigenous Merapi Isolates have been characterization, and
MA, MB, and MD isolate could withstand osmotic stress up to >2.75 M NaCl.
MD isolate was stronger in dissolving Phospate than MA and MB isolate, but MA
and MB isolate had much stronger Nitrification capability and could perform
ammonification than MD isolate. Rhizobacteri indigenous Merapi could grow in
rice plant rhizosphere in drought stress, despite the need to adapt until the 3rd
week and highest mix of MA-MB-MD isolate (76.68x109 cfu/ml), although it
depends on the moisture degree. Rice plant in water stress (KL 40%) clearly
better influence against all rice plant growth parameter. There is reciprocal
influence between the mix of MA-MB-MD isolate treatment and watering
frequency which shows in rice plant growth indicator (root and crown), but still
no effect on rice product.. The effect of once per day watering without inoculation
was the same with MB-MD inoculation isolate with once per three days watering,
even with once per 6 days watering with MA-MB-MD mix isolate inoculation. It is
expected that the formulation of Rhizobacteri Indigenous Merapi could be utilized
as bio fertilizer to increase rice plant tolerance against the stress of drought.

ii

RINGKASAN
Dalam penelitian ini dikaji karakterisasi dan inokulasi isolat Rhizobacteri
indigenous Merapi sebagai pupuk hayati, baik di pot dan aplikasi di lapangan,
sehingga dapat meningkatkan toleransi tanaman padi pada cekaman kekeringan.
Penelitian tahap 1 mengkarakterisasi isolat dan Uji potensi Rhizobacteri
indigenous Merapi sebagai pupuk hayati serta Uji kompatibilitas pada tanaman
padi di tanah pasir Merapi (Faktorial 3x4) disusun dalam RAKL. Faktor 1
intensitas penyiraman : siram 1x/hr, siram 2x/hr, siram 3x/hr. Faktor 2 inokulasi
Rhizobacteri indigenous Merapi : tanpa inokulum, inokulum MB-MD, inokulum
MA-MB-MD. Tahap 2 adalah Uji ketahan Rhizobacteri indigenous Merapi
terhadap cekaman kekeringan dengan perlakuan Kadar Lengas pada tanaman padi
(Faktorial 4x3) disusun dalam RAKL. Faktor 1 kadar lengas : KL 100%, KL 80%,
KL 60%, KL 0%. Faktor 2 inokulasi Rhizobacteri indigenous Merapi : tanpa
inokulum, inokulum campuran MB-MD, inokulum campuran MA-MB-MD.
Tahap 3 melakukan pengujian lapangan terhadap cekaman kekeringan dengan
perlakuan frekuensi penyiraman pada tanaman Padi (Faktorial 3x3) disusun dalam
RAKL. Faktor 1 frekuensi penyiraman : setiap hari, setiap 3 hari, setiap 6 hari.
Faktor 2 inokulasi Rhizobacteri indigenous Merapi : tanpa inokulum, inokulum
campuran MB-MD, inokulum campuran MA-MB-MD.
Hasil menunjukkan bahwa karakteristik koloni dari empat isolat Rhizobacteri

indigenous Merapi ada perbedaan yaitu isolat MB dan MC berbentuk CircularEntire berwarna putih kecuali isolat MA (Curled-putih dengan tepi Undulate) dan
isolat MC (Ramose-kuning dengan tepi Filamentous) serta diameter koloni isolat
MD paling besar (1,5 mm). Sedang karakteristik selnya sama, sifat gram negatif
dan bentuk batang, kecuali isolat MD (Coccus). Dari sifat fisiologi semua bersifat
aerob dan fermentatif, namun isolat MD sangat kuat menghidrolisis pati. Tipe
pertumbuhannya adalah fast growing yang mencapai fase log selama 48 jam dan
setelah itu mulai menurun jumlah koloninya. Isolat MA, MB dan MD tahan
terhadap cekaman osmotik hingga > 2,75 M NaCl. Isolat MD lebih kuat
melarutkan Phosphat dibanding isolat MA dan MB, namun isolat MA dan MB
kemampuan Nitrifikasinya sangat kuat dan mampu Amonifikasi daripada isolat
MD. Isolat Rizhobakteri indegenous Merapi mampu berkembang di rhizosfer
tanaman padi dalam cekaman kekeringan, meskipun perlu adaptasi hingga minggu
ke 3 dan populasi campuran isolat MA-MB-MD tertinggi (76,68x109 cfu/ml),
namun dipengaruhi kadar lengasnya. Tanaman padi dalam kondisi cekaman air
(KL 40 %) nyata berpengaruh lebih baik terhadap semua parameter pertumbuhan
tanaman padi. Ada saling pengaruh antara perlakuan campuran isolat MA-MBMD dengan frekuensi penyiraman tampak pada indikator pertumbuhan tanaman
padi (akar dan tajuk), namun belum berpengaruh sampai ke hasil padi. Frekuensi
penyiraman 1 hari sekali tanpa inokulasi, pengaruhnya sama dengan inokulasi
isolat MB-MD penyiraman 3 hari sekali, bahkan 6 hari sekali dengan inokulasi
campuran isolat MA-MB-MD.

Untuk mengembangkan isolat Rhizobacteri indigenous Merapi sebagai pupuk
hayati yang dapat meningkatkan toleransi tanaman padi terhadap cekaman
kekeringan, maka perlu dilakukan identifikasi sampai tingkat molekular melalui
amplifikasi PCR dan analisis 16sDNA Squensing dan perlu dikaji inokulasi pada
berbagai varietas tanaman padi, bentuk formulasi, metode aplikasi yang tepat serta
perlu penelitian lanjutan pada berbagai lahan marjinal dengan keterbatasan air.

iii

SUMMARY
This research studied about Rhizobacteri Indigenous Merapi isolate as
characterization, as well as inoculation in the pot and field application as bio fertilizer,its
expected to increase riceplant tolerance against the stress of drought.
The first phase of the research is Isolate characterization and examination of
Rhizobacter Indigenous potential as bio fertilizer as well as compatibility test of
Rhizobacter Indigenous Merapi to rice plant on Merapi sand (3X4 Factorial) arranged in
RAKL. The first factor-Watering intensity : once/day watering, twice/day watering, three
times/day watering. Second factor-Rhizobacteri Indigenous Merapi inoculation : no
inoculum, inoculum MB-MD, inoculum MA-MB-MD. Second phase of the research
involvesRhizobacteri Indigenous Merapi robustness test against drought stress with

Moisture Degree - Kadar Lengas (KL) - treatment to rice plant (Factorial 4X3) arranged
in RAKL. First factor-Moisture degree : KL 100%, KL 80%, KL 60%, KL 0%. Second
factor-Rhizobacteri Indigenous Merapi inoculation : no inoculum, mix of MB-MD
inoculum, mix of MA-MB-MD inoculum. Third phase exercise field tests against drought
with watering frequency treatment to rice plant (3X3 Factorial) arranged in RAKL. First
factor-Watering Frequency : every day, every 3 days, every 6 days. Second factorRhizobacteri Indigenous Merapi inoculation : no inoculum, mix of MB-MD inoculum,
mix of MA-MB-MD inoculum.
Results show that there is a difference in colonial characteristic of four
Rhizobacteri indigenous Merapi isolate where MB and MC isolate (white Circular-Entire
shape), except for MA isolate (Curled-white with Undulate edge) and MC isolate
(Ramose-yellow with Filamentous edge) and also that MD isolate have the biggest
diameter (1,5 mm). Cell characteristics, however, were the same, gram-negative and
were rod shaped, except for MD isolate (coccus). All showed aerob and fermentative
characteristic, although MD isolate very strongly hydrolyze starchs. The growth type is
fast growing which reach log phase for 48 hours and then the number of colony decrease.
MA, MB, and MD isolate could withstand osmotic stress up to >2.75 M NaC. MD isolate
was stronger in dissolving Phospate than MA and MB isolate, but MA and MB isolate
had much stronger Nitrification capability and could perform ammonification than MD
isolate. Rhizobacteri Indigenous Merapi could grow in rice plant rhizosphere in drought
stress, despite the need to adapt until the 3rd week and highest mix of MA-MB-MD

isolate (76.68x109 cfu/ml), although it depends on the moisture degree. Rice plant in
water stress (KL 40%) clearly better influence against all rice plant growth parameter.
There is reciprocal influence between the mix of MA-MB-MD isolate treatment and
watering frequency which shows in rice plant growth indicator (root and crown), but still
no effect on rice product.. The effect of once per day watering without inoculation was
the same with MB-MD inoculation isolate with once per three days watering, even with
once per 6 days watering with MA-MB-MD mix isolate inoculation.
As expected that the formulation of Rhizobacteri Indigenous Merapi could be
utilized as bio fertilizer to increase rice plant tolerance against the stress of drought,
there is a need for identification to molecular level through PCR amplification and
16sDNA Sequencing analysis. It is necessary to study inoculation to several variety of
rice plants and formulation methods as well as the correct application method, also there
needs to be further research in several marginal soil with water scarcity.

iv

PRAKATA
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan
rahmat dan barokahNya, setelah melalui kegiatan penelitian yang cukup intensif,
kami dapat menyusun laporan penelitian yang dibiayai oleh dana Hibah Bersaing

Tahun 1 Direktorat Penelitian dan Pengabdian Pada Masyarakat, Direktorat
Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional tahun 2013.
Penelitian dilakukan di laboratorium Bioteknologi, Green House dan di
lahan percobaan, pada bulan Mei sampai dengan Nopember 2013.
Kami menyadari bahwa penelitian ini dapat terlaksana dengan baik, berkat
bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Kami mengucapkan terima kasih
kepada Direktorat Penelitian dan Pengabdian Pada Masyarakat, Direktorat
Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional, atas kepercayaan
yang telah diberikan kepada kami untuk melakukan penelitian dengan dana Hibah
Bersaing Tahun 1. Terima kasih juga kami sampaikan

kepada Lembaga

Penelitian UMY, segenap Civitas Academika Fakultas Pertanian UMY yang telah
membantu dalam proses pengusulan proposal, memberikan dukungan moril dan
fasilitas penelitian di UMY. Tak lupa kami sampaikan ucapan terima kasih kepada
mbak Marsih, mas Rudy dan pak Sukir yang telah membantu pelaksanaan
penelitian di laboratorium, Green House maupun di lahan percobaan. Kepada
suami dan putra-putri kami yang telah memberikan do’a, dukungan dan semangat
dalam menjalankan penelitian ini, kami berikan penghargaan yang tiada terkira.

Semoga penelitian bermanfaat, khususnya untuk penelitian lanjutan yaitu
karakterisasi pada aras molekular, inokulasi pada berbagai varietas tanaman padi,
bentuk formulasi, metode aplikasi yang tepat serta penelitian pada berbagai lahan
marjinal dengan keterbatasan air. Dan jangka panjang dapat memproduksi pupuk
hayati dari isolat Rhizobacteri indigenous Merapi yang dapat meningkatkan
toleransi tanaman padi pada cekaman kekeringan. .

Yogyakarta, Nopember 2013

Penulis

v

DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PENGESAHAN

.................................................

A. LAPORAN HASIL PENELITIAN

ABSTRAK ....................................................................................
ABSTRACT ....................................................................................
RINGKASAN
........................................................................
SUMMARY
........................................................................
PRAKATA
........................................................................
DAFTAR ISI
........................................................................
DAFTAR TABEL
........................................................................
DAFTAR GAMBAR
............................................................
DAFTAR LAMPIRAN
............................................................
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
............................................................
B. Permasalahan

............................................................
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Rhizobacteri
............................................................
B. Asosiasi Rhizobacteri Pada Tanaman
C. Studi Pendahuluan dan Roadmap tentang Isolat Rhizobacteri
indigenous Merapi ............................................................
BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
A. Tujuan Penelitian
............................................................
B. Manfaat Penelitian ............................................................
C. Keutamaan Penelitian ............................................................
BAB IV. METODE PENELITIAN
A. Rancangan Percobaan dan Parameter ..................................
B. Analisis data ........................................................................
BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Isolasi dan Karakterisasi Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
B. Uji Potensi Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
sebagai Pupuk hayati .............................................................
C. Uji Kompatibilitas Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
pada tanaman padi di tanah pasir Merapi
........................
D. Uji Ketahanan Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
Terhadap Cekaman Kekeringan dengan perlakuan
Kadar Lengas pada tanaman Padi
....................................
E. Uji Ketahanan Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
terhadap Cekaman Kekeringan dengan perlakuan Frekuensi
Penyiraman pada tanaman Padi
....................................
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN
...................................
DAFTAR PUSTAKA
............................................................
LAMPIRAN-LAMPIRAN ............................................................
B. DRAF ARTIKEL ILMIAH

vi

ii

iii
iii
iv
v
vi
vii
viii
ix
x
1
1
2
2
3
4
4
4
5
7
8
11
14

15

18
22
24
26

DAFTAR TABEL

halaman

Tabel :

1. Warna & Diameter Koloni Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi

8

2. Karakterisasi Koloni Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi

9

3. Karakterisasi Sel Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi

9

4. sifat fisiologi isolat Rhizobacteri indigenous Merapi

10

5. Hasil uji Potensi Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
terhadap kemampuan sebagai Pupuk hayati

12

6. Rerata jumlah Rhizobacteri indigenous Merapi dan
parameter pertumbuhan pada uji kompatibilitas dengan bibit Padi

15

7. Rerata parameter Pertumbuhan Tanaman Padi yang
diinokulasi Rhizobacteri indigenous Merapi dan cekaman
kekeringan dengan Kadar Lengas

16

8. Rerata parameter Hasil Tanaman Padi yang
diinokulasi Rhizobacteri indigenous Merapi dan cekaman
kekeringan dengan Kadar Lengas

17

9. Rerata Parameter Pertumbuhan Tanaman Padi yang
diinokulasi Rhizobacteri indigenous Merapi dan Frekuensi penyiraman

19

10. Rerata Parameter Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Padi
yang diinokulasi Rhizobacteri indigenous Merapi dan Frekuensi penyiraman20

vii

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar :
1. Isolat Rhizobacteri MA, MB, MC dan MD

8

2. Pertumbuhan Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi (x 107 cfu/ml)

11

3. Dinamika populasi Rhizobacteri indigenous Merapi (x107 cfu/ml)

16

4. Hasil malai Padi di Green House

17

5. Dinamika populasi Rhizobacteri indigenous Merapi (x107 cfu/ml)

18

6. Hasil malai Padi di lahan

20

viii

LAMPIRAN - LAMPIRAN
Lampiran :
I.

Instrumen Penelitian

II.

Personalia Tenaga Peneliti

III.

Target luaran :
A. Bukti Seminar Nasional
B. Draf naskah publikasi jurnal
C. Bukti TTG : sosialisasi ke patani

ix

I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Erupsi gunung Merapi telah mengakibatkan berbagai macam kerusakan,
khususnya pada tanaman padi sejumlah 244 hektar (Kholis, 2010). Pasca erupsi
Merapi terjadi banjir lahar dingin yang semakin meluas, di Magelang ada 32
hektar sawah mengalami kerusakan berat.  Dalam jangka panjang tentu akan
berakibat pada kurangnya pasokan pangan.
Material piroklastik hasil erupsi gunung Merapi mengakibatkan kerusakan
fisik sumberdaya lahan. Lahar dan awan panas juga menyebabkan kerusakan
ekosistem miroorganisme tanah. Seperti jamur, Mikoriza, Rhizobacteri, dapat
musnah saat lahan tertutup lava pijar yang sangat panas. Meskipun pada
kenyataannya, beberapa hari pasca erupsi Merapi sudah dijumpai tanaman yang
mampu hidup sebagai tanaman pioneer. Hal ini menunjukan bahwa tanaman
tersebut memiliki kemampuan adaptasi yang luar biasa, antara lain karena adanya
dukungan mikrobia di dalam tanah.
Hasil penelitian Agung-Astuti (2012) diperoleh isolat dari rhizosfer
tanaman rumput di lahan pasir vulkanik pasca erupsi Merapi. Isolat tersebut
mampu tumbuh pada cekaman NaCl > 2 M. Sedang beberapa penelitian
sebelumnya melaporkan bahwa Rhizobacteri yang telah diperoleh, tahan terhadap
cekaman maksimal 1,8 M (Triwibowo et al., 2003; Ikhwan, 2008). Hal ini berarti
isolat Rhizobacteri indigenous Merapi tersebut mempunyai kemampuan yang
lebih baik dan dapat dimanfaatkan sebagai pupuk hayati, khususnya pada tanaman
padi di lahan kering.
B. Permasalahan
Permasalahan yang dihadapi dalam pengembangan inokulum Rhizobacteri
indigenous Merapi sebagai pupuk hayati antara lain :
a. adanya kompatibilitas antara isolat dengan varietas tanaman padi
b. viabilitas dan efektivitas isolat Rhizobacteri
c. bentuk Formula pupuk hayati
d. dosis inokulum dan cara aplikasi pupuk hayati

1

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Rhizobacteri
Rhizobacteri yaitu bakteri yang hidup di rhizosfer akar

dan mampu

menghasilkan ZPT atau senyawa osmotoleran sehingga tahan terhadap cekaman
kekeringan. Bakteri osmotoleran adalah kelompok mikrobia yang mempunyai
mekanisme osmoregulasi di dalam sistem fisiologinya. Osmoregulasi adalah suatu
mekanisme adaptasi selular, untuk mencegah bahaya dehidrasi sel, karena ada
cekaman osmotik (Chaudhory et al., 2011). Adaptasi untuk menghadapi cekaman
osmotik dilakukan dengan tiga macam strategi, yaitu : (1) sintesis osmoprotektan
secara de novo, (2) mengambil (uptake) senyawa osmoprotektan yang ada di
lingkungannya, (3) mengubah komposisi dinding sel agar tidak rusak karena
cekaman osmotik. Senyawa osmoprotektan adalah senyawa organik dengan berat
molekul rendah yang dapat berupa : (1) karbohidrat, (2) poliol atau (3) turunan
asam amino (glisin betain, prolin betain, prolin, glutamin betain).
Sebagin besar jasad osmotoleran diketahui mengakumulasi glisin betain
yang dikenal sebagai senyawa osmoprotektan paling potensial dan paling efisien
dalam memberikan tanggapan terhadap cekaman osmotik. Akumulasi glisin
betain diketahui tidak mempengaruhi aktivitas selular dan tidak menghambat
aktivitas enzim sitoplasma. Selain diakumulasi dari luar, beberapa mikrobia
diketahui juga mampu mensintesis betain secara de novo. Beberapa Rhizobacteri
diketahui juga mempunyai kemampuan mensintesis glisin betain, misalnya
Rhizobium meliloti (Saharan and Nehra, 2011).

B. Asosiasi Rhizobacteri Pada Tanaman
Penggunaan Rhizobacteria sebagai pupuk hayati merupakan satu sumbangan
bioteknologi dalam usaha peningkatan produktivitas tanaman. Hal tersebut
dicapai dengan mobilisasi hara, pelarutan Phosphat, produksi hormon tumbuh,
fiksasi Nitrogen atau pengaktifan mekanisme ketahanan cekaman kekeringan.
Berbagai isolat dari Pseudomonas sp., Azospirillum sp., Azotobacter sp.,
Enterobacter sp., Bacillus sp. dan Serratia sp. diketahui berfungsi sebagai pupuk
hayati (Nakkeeran et al., 2005; Radha et al, 2011). Inokulasi isolat Bacillus sp.

2

meningkatkan pertumbuhan tanaman dan kandungan mineral daun pisang,
sedangkan isolat B. licheniformis dan B. pumillus meningkatkan pertumbuhan
bibit tomat dan cabai (Garcia et al., 2004). Inokulasi Pseudomonas sp dan
Bacillus sp meningkatkan berat kering tanaman jagung 7-10 % dibanding kontrol.
Inokulasi isolat Bacillus sp. pada bibit padi meningkatkan pertumbuhan dan
produksi padi hingga 43%, sedangkan inokulasi P. fluorescens meningkatkan
produksi hingga 100% (Ikhwan, 2008). Untuk itu, pengujian kemampuan
Rhizobacteri indigenous Merapi perlu dilakukan, jika terbukti efektif maka dapat
digunakan sebagai alternatif pupuk hayati (biofertilizer) pada budidaya tanaman
padi.

C. Studi Pendahuluan dan Roadmap Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
Dalam penelitian kami terdahulu telah berhasil diperoleh empat isolat
Rhizobacteri dari perakaran tanaman rumput pasca erupsi Merapi di Kinahrejo
(Agung –Astuti, 2012). Skrining isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
menunjukkan bahwa beberapa diantaranya mampu tumbuh pada cekaman NaCl
>2 M. Dari hasil penelitian terdahulu tersebut menunjukkan bahwa Rhizobacteri
osmotoleran yang diisolasi dari daerah perakaran tanaman rumput di lahan pasir
pasca erupsi Merapi mempunyai potensi besar untuk dikembangkan lebih lanjut
sebagai pupuk hayati untuk tanaman padi. Meskipun isolat-isolat tersebut
diperoleh dengan pendekatan cekaman osmotik menggunakan NaCl, namun hasil
kajian menunjukkan bahwa isolat tersebut dapat digunakan sebagai inokulan
dalam kondisi cekaman kekeringan. Hasil penelitian terdahulu tersebut telah
memberikan gambaran mengenai potensi Rhizobacteri osmotoleran sebagai pupuk
hayati bagi pertumbuhan tanaman padi dalam keadaan cekaman kekeringan.
Oleh karena itu menarik untuk dikaji lebih lanjut potensi penggunaan isolat
Rhizobacteri indigenous Merapi tersebut dalam skala pot maupun lapangan dan
dengan menggunakan sistem cekaman kekeringan pada tanaman padi tahan
kering. Selain itu juga menarik untuk dikaji produktivitas tanaman padi tahan
kering setelah diinokulasi dengan Rhizobacteri indigenous Merapi. Kemungkinan
penggunaan inokulum campuran untuk lebih meningkatkan dukungannya
terhadap pertumbuhan maupun hasil panenan juga perlu diteliti.

3

BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

A. Tujuan
Dalam penelitian ini akan dikaji pengembangan isolat Rhizobacteri
indigenous Merapi, baik di tingkat laboratorium khususnya untuk karakterisasi,
maupun inokulasi di pot dan aplikasi di lapangan sebagai pupuk hayati pada
tanaman Padi yang mengalami cekaman kekeringan.

B. Manfaat
Diharapkan dengan adanya inokulan Rhizobacteri indigenous Merapi
maka tanaman padi masih mampu melakukan aktivitas fisiologis secara baik
meskipun ada cekaman kekeringan dan mampu berproduksi. Selain itu,
diharapkan inokulan Rhizobacteri indigenous Merapi juga mampu memberikan
sumbangan kepada pertumbuhan tanaman padi. Hasil penelitian tentang inokulan
Rhizobacteri indigenous Merapi akan di seminarkan, dipublikasi, sebagai
bahan ajar dan juga akan diajukan untuk kepentingan pendaftaran paten.

C. Keutamaan Penelitian
Kendala utama yang seringkali dihadapi dalam budidaya padi sawah
adalah kebutuhan airnya yang cukup ekstensif. Beberapa kelompok Rhizobacteri
mempunyai kemampuan menghasilkan senyawa osmoprotektan, yang dalam
kondisi ada cekaman maka senyawa osmoprotektan tersebut akan digunakan
untuk menjaga keseimbangan tekanan osmotik antara bagian dalam dan luar sel
sehingga bahaya dehidrasi dapat dicegah.
Keutamaan penelitian ini adalah mengembangkan isolat Rhizobacteri
indigenous Merapi yang mampu tumbuh pada cekaman yang lebih tinggi dari
penelitiannya sebelumnya (> 2 M NaCl). Hal ini berarti isolat Rhizobacteri
indigenous Merapi tersebut kemampuannya lebih baik dan dapat dimanfaatkan
sebagai pupuk hayati, khususnya pada tanaman padi di lahan kering.

4

BAB IV. METODE PENELITIAN

Metode penelitian tahun I meliputi :
1) mengidentifikasi dan karakterisasi isolat Rhizobacteri indigenous Merapi,
menguji potensi sebagai pupuk hayati dan uji kompatibilitas isolat Rhizobacteri
indigenous Merapi terhadap tanaman padi pada tanah pasir Merapi.
2) Menguji peranan Rhizobacteri indigenous Merapi terhadap pertumbuhan
tanaman dan hasil padi di Green House pada cekaman kadar lengas tanah.
3) Kajian inokulasi Rhizobacteri indigenous Merapi terhadap pertumbuhan
tanaman dan hasil padi di lahan pada cekaman kekerangan.

A. Rancangan Percobaan dan Parameter
a.Penelitian Laboratorium dengan melakukan eksperimen yang menggunakan
metode Deskriptif, meliputi tiga tahap yaitu isolasi dan pemurnian,
karakterisasi dan penentuan tipe pertumbuhan. Tahap isolasi Rhizobacteri
dari rhizosfer tanaman pioner pasca erupsi Merapi dengan metode permukaan dan
goresan pada medium NA dan pemurnian. Tahap karakterisasi koloni isolat
Rhizobacteri indigenous Merapi dengan metode surface platting pada medium
LB+NaCl. Karakterisasi sel dengan pengecatan gram dari isolat yang
ditumbuhkan pada medium LB. Sifat fermentatif dengan inokulasi pada medium
pati cair, Sukrosa, Glukosa dalam tabung durham. Aerobisitas dengan inokulasi
pada medium LB dalam tabung reaksi. Tahap penentuan tipe pertumbuhan isolat
dengan inokulasi surface platting pada medium LB+NaCl dan jumlah mikroba
dihitung pada hari ke 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6.
b. Penelitian Laboratorium dengan melakukan eksperimen yang menggunakan
metode Deskriptif, meliputi tiga pengujian potensi pupuk hayati, yaitu: (1)
ketahanan

terhadap

tekanan

osmotik

(osmotoleran)

dengan

mengamati

pertumbuhan isolat pada medium LBA menggunakan metode streak plate, yang
ditingkatkan konsentrasi NaCl 0,50 M – 2,75 M hingga isolat tidak mampu
tumbuh lagi. (2) Kemampuan melarutkan Phosphat duji dengan metode streak
plate pada medium PA yang mengandung 0,5 % Ca3(PO4)2 sebagai sumber P.
Terbentuknya zona jerni yang terbentuk disekeliling koloni isolat menunjukkan

5

adanya pelaturan Phosphat. (3) Kemampuan Fiksasi Nitrogen diuji dengan
pertumbuhan pada mediun bebas N yaitu Nfb. Untuk kemampuan mereduksi
Nitrat diuji dengan menumbuhkan isolat pada medium Nitrat Cair, kemudian
mengamati terbentuknya warna merah setelah ditambah asam Sulfanilat dan
Napthylamin. Sedang kemampuan Amonifikasi ditunjukkan dengan terbentuknya
gas Amonia yang diamati dengan adanya perubahan kertas Lakmus pada saat
terbentuk gas Amonia dari pemanasan medium Nitrat Cair yang sudah ada
pertumbuhan isolatnya.
c.  Penelitian  di  Green  House  dengan melakukan eksperimen untuk menguji 
kompatibilitas  isolat  Rhizobacteri  indigenous  Merapi  pada  tanaman  padi  di 
tanah  pasir  Merapi.  Penelitian  disusun dalam RAKL dengan Rancangan

Percobaan Faktorial (3x4), Faktor 1 adalah intensitas penyiraman terdiri dari 3
aras yaitu : (S1) siram 1x/hr, (S2) siram 2x/hr, (S3) siram 3x/hr. Faktor 2 adalah
inokulasi Rhizobacteri osmotoleran indigenous vulkanik Merapi terdiri dari 4 aras
yaitu : (IMo)tanpa inokulum, (IMA)inokulum MA, (IMB)inokulum MB, (IMD)
inokulum MD. Setiap perlakuan diulang 3 kali, sehingga ada 36 pot @ 2 kg.
 

d. Penelitian  di  Green  House  dengan melakukan eksperimen untuk Uji ketahan
isolat Rhizobacteri osmotoleran indigenous vulkanik Merapi terhadap
cekaman kekeringan dengan perlakuan Kadar Lengas pada tanaman padi.
Penelitian disusun dalam RAKL  dengan  Rancangan Percobaan Faktorial (4x3),.
Faktor 1 adalah kadar lengas terdiri dari 4 aras yaitu : (K100) KL 100%, (K80)
KL 80%, (K60) KL 60%, (K40) KL 0%. Faktor 2 adalah inokulasi Rhizobacteri
osmotoleran indigenous vulkanik Merapi terdiri dari 3 aras yaitu : (Io)tanpa
inokulum, (IC2)inokulum campuran MB-MD, (IC3)inokulum campuran MAMB-MD. Setiap perlakuan diulang 3 kali, sehingga ada 36 unit perlakuan. Setiap
unit terdiri dari 3 sebagai tanam sampel sehingga total ada 108 pot ditambah 96
tanaman koreksi perlakuan kadar lengas.  Peranan Rhizobacteri

terhadap

peningkatan osmotoleransi pada tanaman padi akan diamati sampai tahap
generatif, yaitu dengan parameter: perkembangan dinamika populasi dengan
metode plate count (CFU/ml), viabilitas dengan metode plate count (CFU/ml),
aktivitas isolat Rhizobacteri indigenous Merapi dan menganalisis parameter

6

agronomisnya meliputi : berat kering tanaman metode oven-penimbangan(g),
tinggi tanaman (cm), jumlah anakan, serta produksi tanaman meliputi : jumlah
malai per tanaman, berat biji per malai dengan penimbangan (g) dan hasil (gram
per tanaman).
 

e. Penelitian  di  Lahan  dengan melakukan eksperimen untuk menguji ketahan
isolat Rhizobacteri indigenous Merapi terhadap cekaman kekeringan dengan
perlakuan Frekuensi Penyiraman pada tanaman padi.  Penelitian  disusun
dalam RAKL dengan Rancangan Percobaan Faktorial (3x3). Faktor 1 adalah
Frekuensi penyiraman terdiri dari 3 aras yaitu : (F1) setiap 1 hari, (F3) setiap 3
hari, (F6)setiap 6 hari.

Faktor 2 adalah inokulasi Rhizobacteri osmotoleran

indigenous vulkanik Merapi terdiri dari 3 aras yaitu : (Io)tanpa inokulum,
(It)inokulum tunggal, (Ic)inokulum campuran. Setiap perlakuan diulang 3 kali,
sehingga ada 27 unit perlakuan. Setiap unit ditanam 7x7 tanaman padi dengan
jarak tanam 20x20 cm, untuk diamati 5 sebagai tanam sampel, 3 sebagai tanaman
korban dan 3x3 tanaman untuk petak hasil. Parameter pengamatan meliputi :
perkembangan dinamika populasi dengan metode plate count (CFU/ml), viabilitas
dengan metode plate count (CFU/ml) dan menganalisis parameter agronomisnya :
berat kering tanaman metode oven-penimbangan(g), tinggi tanaman (cm), jumlah
anakan, serta produksi tanaman meliputi : jumlah malai per tanaman, berat biji
per malai dengan penimbangan (g) dan hasil (gram per tanaman).

B.Analisis data
Data hasil pengamatan visual akan dikarakterisasi berdasarkan foto.
Sedang data hasil pengamatan periodik akan dianalisis menggunakan grafik. Hasil
pengamatan kuantitatif dianalisis dengan menggunakan sidik ragam atau analysis
of variance pada taraf α 5%. Apabila ada perbedaan nyata antar perlakuan yang
diujikan maka dilakukan uji lanjut dengan menggunakan Duncan’s Multiple
Range Test (DMRT).

7

BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Isolasi dan Karakterisasi Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
1. Isolasi&pemurnian isolat Rhizobacteri indigenous lahan pasir vulkanik Merapi
Untuk mendapatkan isolat Rhizobacteri indigenous Merapi yang murni maka
dilakukan pemisahan dari lingkungan sekitarnya dengan metode permukaan
(surface plating method) dan menumbuhkannya sebagai biakan murni
menggunakan metode goresan (streak plating method) (Jutono dkk., 1980).
Plating awal yang berasal dari sumber, menghasilkan 8 jenis isolat berbeda
berdasarkan bentuk dan warnanya (Agung_Astuti, 2010), yang selanjutnya
dilakukan re-plating. Hasil yang diperoleh, terdapat beberapa jenis koloni yang
masih sama bentuk, warna dan ukurannya sehingga pada re-plating kedua
diperoleh 4 isolat Rhizobacteri indigenous. yang berbeda bentuk, warna,
ukurannya, yaitu isolat MA, MB, MC dan MD. Visualisasi isolat pada gambar 1
sedang karakter warna dan diameter koloni pada tabel 1.

( a ) Putih serabut ( b ) Putih ( c ) Kuning (d) Putih kream
Gambar 1. Isolat Rhizobacteri MA, MB, MC dan MD

Tabel 1. Warna & Diameter Koloni Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
Karakter Koloni Isolat MA
Isolat MB
Isolat MC
Isolat MD
Warna
Putih serabut
Putih
Kuning
Putih krem
diameter
0,1 cm
0,2 cm
0,1 cm
1,5 cm
Warna koloni isolat Rhizobacteri indigenous Merapi berwarna putih-krem dan
kuning, dengan diameter koloni berkisar antara 0,1 -0,2 cm. Sedang menurut Holt
et al. (1994) warna Rhizobacteri adalah putih

atau putih kekuningan pada

medium DYPG dengan ukuran sel 0,9-1,3 x 2,1-2,5 um.
Mikrobia hasil isolasi yang telah tumbuh sebagai koloni tunggal, selanjutnya
dilakukan pemurnian dan di-identifikasi menurut karakterisasi bentuk koloni,

8

diameter koloni, elevasi, bentuk tepi, struktur dalam, warna dan karakterisasi
bentuk sel serta sifat gram.

2. Identifikasi Koloni dan Sel Rhizobacteri indigenous Merapi
Determinasi meliputi kegiatan identifikasi dan klasifikasi. Kriteria yang
biasanya digunakan dalam mengklasifikasikan bakteri adalah : (1) Karakteristik
morfologi meliputi karakterisrik sel vegetatif dan sel reproduktif

vegetatif

(spora), (2) Karakteristik kultur yaitu pertumbuhan medium cair (aerobisitas) dan
medium padat (bentuk koloni, elevasi, bentuk tepi dan struktur dalam), (3) Sifat
gram positif atau gram negatif (Pelczar et al, 2001). Hasil karakterisasi koloni dan
sel isolat Rhizobacteri indigenous Merapi tersaji pada tabel 2.
Tabel 2. Karakterisasi Koloni Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
Karakter Koloni Isolat MA
Isolat MB
Isolat MC
Bentuk koloni
Curled
Circular
Circular
Bentuk tepi
Undulate
Entire
Entire
Elevasi
Convex
Law Convex
Law Convex
Struktur dalam
Transparant
Coarsely granular Filamentous

Isolat MD
Ramuse
Filamentous
Convex rugose
Arborescent

Hasil identifikasi diperoleh bentuk koloni isolat Rhizobacteri indigenous
Merapi adalah Circulair, Curled dan Ramuse, dengan bentuk tepi Entire,
Undulate, Filamentous. Menurut Holt et al. (1994) secara umum Rhizobacteri
berbentuk datar (flat) sampai cembung (convex) dan kerucut (umbonate). Hal ini
sesuai dengan koloni isolat Rhizobacteri indigenous Merapi yang bentuk
elevasinya Convex (law-Rugose).

Tabel 3. Karakterisasi Sel Isolat Rhizobacteri indigenous lahan pasir vulkanik
Merapi
Karakter Koloni Isolat MA
Isolat MB
Isolat MC
Isolat MD
Bentuk sel
Batang
Batang
Batang
Batang pendek
Gram
Negatif
Negatif
Negatif
Negatif
Karakterisasi sel Rhizobacteri adalah bakteri gram negatif dengan bentuk
batang (rods) (Holt et al., 1994). Hal tersebut sesuai dengan sifat gram isolat
Rhizobacteri indigenous Merapi yaitu gram negatif, dengan bentuk batang dan
batang pendek.

9

3. Karakterisasi fisiologi Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
Karakteristik fisiologi dilakukan dengan pengujian biokimia seperti
penggunaan senyawa karbon sebagai fermentatif dan pengujian biokimia khusus
lainnya (Pelczar et al, 2001). Hasil pengujian sifat fisiologi isolat Rhizobacteri
indigenous Merapi pada tabel 4.
Tabel 4. Sifat fisiologi isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
Pengujian
Aerobisitas
Asam
Sukrosa
Gas
Asam
Glukosa
Gas
Amilum Hidrolisis
Sifat fisiologi dari

MA
Aerob
3+
1+
2+
1+
4+

MB
Aerob
1+
1+
1+
1+
1+

MC
Aerob
2+
1+
1+
1+
2+

MD
Aerob
1+
1+
2+
1+
3+

empat isolat Rhizobacteri indigenous Merapi semua

bersifat aerob yang ditunjukkan dengan adanya pertumbuhan dipermukaan
medium LBC pada tabung reaksi. Hal tersebut sesuai dengan sifat Rhizobacteri
pada Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology (Holt et al., 1994) yaitu
menghasilkan asam dari glukosa dan menghidrolisis pati, tampak bahwa isolat
MA bersifat sangat kuat.

4. Kurve Pertumbuhan isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
Optimasi inokulum dilakukan untuk mengetahui kurve pertumbuhan isolat
dan mengoptimalkan jumlah bakteri Rhizobacteri indigenous Merapi pada
inokulum yang akan dire-inokulasikan pada tanaman agar jumlah Rhizobacteri
indigenous Merapi dapat mencukupi dalam menginfeksi akar yang optimal.
Syarat untuk dapat menghasilkan inokulum yang optimal untuk Rhizobacteri
indigenous. adalah 108 – 109 CFU/ml (Elkan, 1987). Untuk mencapai jumlah sel
yang memenuhi maka dilakukan kultur gojog selama 144 jam dan dilakukan
perhitungan jumlah sel dengan metode platting setiap 24 jam. Rerata jumlah sel
dari 4 isolat dapat dilihat pada gambar 3 .

10

700 
600 
500 
400 
300 
200 
100 
0 

A 
B 
D 

0 

2 

4 

6 

Gambar 2. Pertumbuhan Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi (x 107 cfu/ml)
Keterangan : A (MA), B (isolat MB), D (isolat MD)

Dari gambar 2 dapat dilihat bahwa pada kultur gojog 48 jam pertumbuhan
isolat bakteri Rhizobacteri indigenous Merapi sudah optimal. Pada masa tersebut
bakteri dalam fase akhir log yaitu pertumbuhan dengan peningkatan secara
eksponensial berlangsung sangat cepat, meskipun setiap isolat berbeda – beda,
diduga dipengaruhi oleh tipe pertumbuhan masing – masing isolat. Sedang
pertumbuhan isolat bakteri Rhizobacteri indigenous Merapi baru mulai fase
penurunan setelah 48 jam dan jumlah bakteri terus menurun sampai waktu 72 jam.

B. Uji Potensi Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi sebagai Pupuk hayati
Di dalam tanah banyak dijumpai bakteri yang bermanfaat untuk
dikembangkan sebagai pupk hayati, karena mampu membantu menyuburkan
tanah sehingga unsur hara menjadi lebih tersedia bagi tanaman, misalnya :
menfiksasi Nitrogen, melarutkan Phosphat, membentuk osmoprotektan yang
bermanfaat untuk ketahanan terhadap cekanan kekeringan dan menghasilkan ZPT
(Subba Rao, 1982; Hartmann et al., 1991). Dari rhizosfer rumput yang tumbuh di
lahan pasir vulkanik beberapa hari setelah erupsi Merapi, telah diperoleh isolat
bakteri yang tahan terhadap cekaman osmotik (Agung_Astuti, 2012). Setelah diuji
kemampuan untukmelarutkan Phosphat, Nitrifikasi, Amonifikasi dan ketahanan
terhadap cekaman osmotik, maka hasilnya seperti tercantum pada tabel 5.

11

Tabel 5. Hasil uji Potensi Isolat Rhizobacteri indigenous lahan pasir
vulkanik Merapi terhadap kemampuan sebagai Pupuk hayati
Isolat
Pengujian
MA
MB
MC
MD
Stress NaCl :
3+
3+
3+
5+
0,50 M
3+
3+
4+
1,50 M
3+
3+
3+
1,75 M
2,00 M
2+
3+
2+
2,25 M
2+
2+
2+
2,50 M
3+
1+
2+
2,75 M
2+
2+
2+
Pelarutan P
1+
2+
1+
5+
Fiksasi N
Nitrifikasi
3+
4+
1+
2+
Amonifikasi
2+
2+
1+
1+
1. Uji potensi isolat Rhizobacteri untuk ketahanan terhadap kekeringan.
Bakteri osmotoleran adalah kelompok mikrobia yang mempunyai mekanisme
osmoregulasi di dalam sistem fisiologinya yaitu suatu mekanisme adaptasi selular,
untuk mencegah bahaya dehidrasi sel, karena ada cekaman osmotik. Untuk
menguji isolat tahan terhadap cekaman kekeringan maka dilakukan platting pada
medium LBA yang ditambahkan stress NaCl dan secara bertahap konsentrasinya
dinaikkan, hingga isolat mampu tumbuh pada tekanan osmotik yang tinggi
(osmotoleran). Hasilnya seperti tersaji pada tabel 5 menunjukkan bahwa isolat
MC hanya mampu tumbuh pada cekaman osmotik < 0,50 M. Sedang isolat MA,
MB dan MD tahan terhadap cekaman osmotik hingga > 2,75 M NaCl.
Ketahanan terhadap cekaman osmotik isolat Rhizobacteri MA, MB dan MD
lebih tinggi dari hasil penelitian sebelumnya yaitu isolat Rhizobakteri osmotoleran
menghasilkan glisin betain tumbuh baik pada kondisi cekaman osmotik >1,8 M
NaCl. (Yuwono, 2005). Sedang Lactobacillus acidophilus mampu tumbuh pada
medium dengan NaCl > 1,0 M (Hartmann et al, 1991). Rhizobacteri yang hidup di
rhizosfer akar dan mampu menghasilkan senyawa osmotoleran sehingga tahan
terhadap cekaman kekeringan. Hasil penelitian Ikhwan dan Susilo (2003),
menerapkan teknologi inokulasi Rhizobacteri tahan kekeringan yang bertujuan
untuk introduksi dan transfer teknologi pupuk hayati (Biofertilizer) yang mampu
meningkatkan ketahanan tanaman terhadap cekaman kekeringan pada tanaman

12

jagung. Hal tersebut telah memberikan gambaran mengenai potensi Rhizobacteri
osmotoleran sebagai pupuk hayati bagi pertumbuhan tanaman dalam cekaman
kekeringan seperti di lahan marginal.
2. Uji potensi isolat Rhizobacteri untuk Pelarutan Phosphat. Bakteri pelarut
Phosphat menghasilkan enzim Fosfatase yang dapat meningkatkan pelarutan P di
dalam tanah. Untuk menguji isolat terhadap kemampuan pelarutan Phosphat maka
dilakukan platting pada medium PA yang mengandung Ca3(PO4)2 0,5% sebagai
sumber P. Apabila terjadi pelarutan Phosphat maka ada zona jernih disekeliling
koloni isolat. Hasil uji pelarutan Phosphat isolat Rhizobacteri seperti tecantum
pada tabel 5, yaitu isolat MD lebih kuat dibanding dengan isolat MA dan MB,
sedangkan isolat MC sangat rendah.
Isolat MD ternyata sangat kuat melarutkan Phosphat dan juga sangat tahan
terhadap tekanan osmotik (NaCl > 2,75 M), berarti isolat MD sangat berpotensi
untuk dikembangkan sebagai pupuk hayati di lahan marginal yang mempunyai
kesuburan rendah dan faktor pembatas pada ketersediaan air. Beberapa bakteri
pelarut Phosphat yang sudah dikembangkan menjadi pupuk hayati secara
komersial antara lain : Aeromonas punctata, Pseudomonas sp, Bacillus sp.
3. Uji potensi isolat Rhizobacteri untuk Fiksasi N, Nitrifikasi dan Amonifikasi.
Di dalam tanah unsur Nitrogen terdaur dengan sempurna karena ada bakteri
pemfiksasi N udara, bakteri Nitrifikasi dan Amonifikasi. Untuk menguji
kemampuan isolat memfiksasi N maka ditumbuhkan pada medium bebas N yaitu
medium Nfb. Dari hasil pengujian tampak bahwa semua isolat Rhizobacteri
indigenous Merapi ternyata tidak tumbuh, berarti isolat tersebut tidak mempunyai
Nitrogenase sehingga tidak mampu menfiksasi N untuk pertumbuhannya. Namun
semua isolat dapat melakukan Nitrifikasi, meskipun isolat MC sangat rendah dan
isolat MB sangat kuat, yang ditunjukkan oleh intensitas warna merah setelah
kultur Nitrat cair ditambah asam Sulfanilat dan Napthylamin. Menurut Brock
(1997) bakteri Nitrifikan, seperti Nitrobacter sp., Nitrosomonas sp., Nitrococcus
sp. dapat merombak NH4+ menjadi Nitrit (NO2- ) dan Nitrat (NO3- ).
Untuk menguji isolat terhadap kemampuan Amonifikasi maka dilakukan
pengujian pada pertumbuhan di medium Nitrat Cair yang dipanaskan dan apabila
terjadi gas Amonia maka akan timbul pewarnaan biru pada kertas Lakmus merah.

13

Hasil menunjukkan bahwa isolat MA, MB dan MD mampu menghasilkan
Amonia, ditunjukkan oleh perubahan warna kertas Lakmus, dengan kemampuan
yang hampir sama, sedangkan isolat MC kemampuannya lebih rendah.
Dengan demikian maka isolat MB mempunyai kemampuan yang kuat untuk
merombak NH4+ hingga Nitrit (NO2- ) atau Nitrat (NO3- ) dan juga mampu
merombak N organik atau anorganik menjadi Amonia, disamping juga
mempunyai ketahanan terhadap tekanan osmotik yang sangat tinggi (NaCl > 2,75
M). Sedangkan isolat MD sangat kuat dalam melarutkan Phosphat, tetapi juga
sangat tahan terhadap tekanan osmotik (NaCl > 2,75 M). Lahan marginal
memerlukan masukan agar lahan tersebut dapat digunakan untuk budidaya
pertanian, maka ke dua isolat tersebut sangat potensial sebagai pupuk hayati.
Formulasi pupuk hayati yang menggunakan isolat campuran ternyata lebih bagus
dibanding isolat tunggal. Hal tersebut didukung oleh hasil penelitian Yuwono et
al., (2005) yang menyatakan bahwa inokulasi Rhizobacteri osmotoleran
campuran mampu meningkatkan berat kering tajuk, berat kering akar dan jumlah
anakan padi pada aras lengas 40%.
C. Uji Kompatibilitas Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi
pada tanaman padi di tanah pasir Merapi
Bakteri bergerombol di sekitar daerah rhizosfera karena adanya gerakan
khemotaksis akibat adanya eksudat yang disekresikan oleh akar tanaman.
Kolonisasi bakteri di daerah rhizosfera terjadi hubungan simbiosis yang saling
mengutungkan, karena Rhizobacteri dapat menghasilkan senyawa osmoprotektan
yang dapat membantu ketahanan tanaman terhadap cekaman kekeringan,
Disamping itu ada juga yang dapat menfiksasi N, melarutkan P atau ZPT.
 

Rhizobacteri  indigenous  Merapi  yang  telah  berhasil  diisolasi  dan 

dikembangkan  dalam  skala  laboratorium,  perlu  di  uji  kompatibilitas  terhadap 
tanaman  padi  di  tanah  pasir  Merapi.  Dari  perlakuan  setelah  1  bulan  bibit  tanaman 
padi diinokulasi  isolat Rhizobacteri indigenous Merapi melalui perendaman, maka 
tampak terbentuk kolonisasi di rhizosfer dan setelah di hitung dengan metode plate 
count  ternyata  rata‐rata  terdapat  bakteri  sebesar  11,75.  109  cfu/ml  .  Hal  ini 
menunjukkan  bahwa  isolat Rhizobacteri indigenous Merapi kompatibel terhadap

akar tanaman padi di media pasir Merapi. Justru ada kecenderungan bahwa isolat

14

MD jumlahnya semakin meningkat pada penyiraman 2 hari sekali. Demikian juga
dengan isolat MA, populasi Rhizobacteri tertinggi pada penyiraman 3 hari sekali.
 

Tabel 6. Rerata jumlah Rhizobacteri indigenous Merapi dan parameter
pertumbuhan pada uji kompatibilitas dengan bibit Padi
Perlakuan

S1MA
S1MB
S1MD
S1MO
S2MA
S2MB
S2MD
S2MO
S3MA
S3MB
S3MD
S3MO

Jumlah
Rhizobacteri
(X107CFU/ml)
78,3
48,0
112,5
88,0
63,0
161,5
765,0
63,5
320,0
46,5
14100
46,5

Tinggi
Tanaman
(Cm)
13,2
20,5
22,5
28,6
13,5
10,5
38,5
40,5
30,1
21,0
29,5
31,6

Jumlah
Daun
(helai)
4,0
3,0
4,0
15,0
5,0
4,0
14.0
22,5
10.0
8,5
13,5
10,0

Berat
Tanaman
(g)
0,26
0,62
0,26
2,22
0,19
0,17
1,60
3,33
1,10
0,82
1,23
3,15

Keterangan :
S1MA = siram sehari 1x + inokulasi isolat MA, S1MD = siram sehari 1x + inokulasi isolat MD
S1MB = siram sehari 1x + inokulasi isolat MB, S1MO = siram sehari 1x + tanpa inokulasi isolat
S2MA = siram sehari 1x + inokulasi isolat MA, S2MD = siram sehari 1x + inokulasi isolat MD
S2MB = siram sehari 1x + inokulasi isolat MB, S2MO = siram sehari 1x + tanpa inokulasi isolat
S3MA = siram sehari 1x + inokulasi isolat MA, S3MD = siram sehari 1x + inokulasi isolat MD
S3MB = siram sehari 1x + inokulasi isolat MB, S3MO = siram sehari 1x + tanpa inokulasi isolat

 
 

Untuk  selanjutnya  diteliti  beberapa  campuran  inokulum  isolat

Rhizobacteri indigenous lahan pasir

vulkanik Merapi, pengaruhnya terhadap

frekuensi penyiraman setiap 1, 3 dan 6 hari sekali di lahan dan pengaruhnya
terhadap cekaman kekeringan pada kadar lengas 40%, 60% dan 80%.
D. Uji Ketahanan Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi terhadap
Cekaman Kekeringan dengan perlakuan Kadar Lengas pada
tanaman Padi
Dinamika populasi Rhizobacteri indigenous Merapi diamati secara
periodik dan hasilnya menunjukkan bahwa isolat yang diinokulasikan mampu
bertahan selama pertumbuhan.

15

8000 

I0K40 

6000 

I0K60 
I0K80 

4000 

I0K100 
2000 

IC2K40 

0 

IC2K60 
0 

2 

4 

6 

8 

‐2000 

IC2K80 

Gambar 3. Dinamika populasi Rhizobacteri indigenous Merapi (x107 cfu/ml)

Perkembangan koloni mikrobia yang diinokulasikan pada bibit padi di
polibag perlu adaptasi hingga minggu ke 3, setelah itu baru mengalami
perkembangan dengan semakin bertambahnya jumlah koloni mikrobia pada
minggu ke 4, minggu ke 5, hingga

minggu ke 7. Perkembangan populasi

campuran isolat MA-MB-MD sangat pesat dan tertinggi pada perlakuan inokulasi
campuran MB-MD pada kadar lengas 100% (7600,68x107 cfu/ml), namun
dipengaruhi kadar lengasnya. Semakin rendah kadar lengas maka populasinya
semakin menurun, meskipun kadar lengas 40 % lebih baik dari kadar lengas 60%.
Sedang populasi isolat MB-MD lebih rendah dibanding campuran isolat MA-MBMD, namun lebih tahan terhadap cekaman kekeringan, yaitu kadar lengas 60%
lebih baik dibanding kadar lengas lainnya. Hasil analisis parameter pertumbuhan
tersaji pada tabel 7 dan hasil pada tabel 8.
Tabel 7. Rerata parameter Pertumbuhan Tanaman Padi yang diinokulasi
Rhizobacteri indigenous Merapi dan cekaman kekeringan dengan Kadar Lengas
Tinggi
Jumlah
BS
BK.
BS
BK.
Tanaman
Anakan
Tajuk (g) Tajuk (g) Akar (g)
Akar (g)
PERL.
(cm)
Inok :
I0
50,53 p
3,75 p
12,18 p 6,93 p
2,67 p
1,67 p
IC2
47,38 p
3,11 p
9,15 p 4,92 p
2,52 p
1,49 p
IC3
47,97 p
2,94 P
9,25 p 5,01 p
2,45 p
1,56 p
KL :
K40
51,93 a
4,07 a
12,67 a
7,22 a
3,18 a
2,01 a
K60
54,56 a
3,52 a
12,98 a
7,66 a
2,94 a
1,96 a
K80
48,60 a
3,33 ab
9,74 a
5,58 a
2,39 ab
1,46 ab
K100 39,43 b
2,15 b
5,39 b 2,06 b
1,67 b
0,87 b
Interaksi

(-)

(-)

(-)

(-)

16

(-)

(-)

Panjang
Akar (cm)
11,75 p
11,63 P
10,90 p
15,11
12,13
12,20
6,28
(-)

a
b
b
c

Gambar 4. Hasil Malai Padi di Green House,

Tabel 8. Rerata parameter Hasil Tanaman Padi yang diinokulasi Rhizobacteri
indigenous Merapi dan cekaman kekeringan dengan Kadar Lengas
Jumlah
Jumlah
Berat 100
Berat
Malai
Biji/rumpun
biji
Biji/rumpun
PERL.
Inok:
I0
4,30 p
186,81 p
1,34 p
2,17 p
IC2
3,58 p
176,78 p
1,51 p
2,37 p
IC3
3,52 p
173,17 p
1,30 p
2,17 p
KL :
K40
4,74 a
191,63 a
1,10 b
1,88 a
K60
4,51 a
206,04 a
1,14 a
2,71 a
K80
4,03 a
176,74 a
1,52 a
2,35 a
K100
1,93 b
141,26 a
1,49 a
2,01 a
Interaksi (-)
(-)
(-)
(-)
Hasil analisis varian parameter pengamatan pertumbuhan dan hasil padi
menunjukkan tidak ada saling pengaruh antara macam isolat Rizhobakteri
indegenous Merapi dengan kadar lengas media tanam terhadap seluruh parameter
pertumbuhan dan hasil tanaman padi. Juga tidak ada pengaruh signifikan dari
inokulasi macam isolat Rizhobakteri indegenous Merapi terhadap seluruh
parameter pertumbuhan dan hasil tanaman padi. Hal ini kemungkinan karena
isolat memerlukan masa adaptasi yang cukup lama, yaitu sekitar minggu ke 5,
dimana tanaman sudah mulai memasuki masa vegetatif maksimum. Untuk itu
perlu diteliti metode aplikasi inokulum yang tepat agar pada saat tanam, populasi
Rhizobacteri indigenous Merapi sudah memasuki fase eksponensial.
Kadar lengas media tanam

berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman,

jumlah anakan, berat segar dan berat kering tajuk, berat segar dan berat kering
akar, panjang akar, jumlah malai dan berat 1000 biji. Namun tidak berpengaruh
nyata terhadap jumlah biji dan berat kering biji per rumpun. Tanaman padi dalam

17

kondisi cekaman air atau lengas tanah 40 % nyata berpengaruh lebih baik
terhadap semua parameter pertumbuhan tanaman padi, meskipun hasil padi tidak
ada beda nyata dibandingkan dengan kadar lengas tanah 60, 80 maupun 100 %.
Hanya saja berat 100 biji (ukuran biji) pada kadar lengas tanah 40 % lebih kecil
dibandingkan dengan kadar lengas tanah yang lebih tinggi. Hal ini dikarenakan
pada kondisi cekaman kekeringan, akar dirangsang untuk berkembang dan
menjangkau air dan unsur hara yang lebih jauh, sehingga akar menjadi lebih
panjang maka air dan unsur hara dapat diserap tanaman lebih banyak, oleh
karenanya pertumbuhan tanaman lebih baik. Sedangkan pengaruhnya terhadap
hasil biji padi (jumlah biji dan berat biji per rumpun) tidak berbeda nyata dengan
kadar lengas tanah 60, 80 maupun 100 %, namun berat 100 bijinya lebih kecil.

E. Uji Ketahanan Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi terhadap
Cekaman Kekeringan dengan perlakuan Frekuensi Penyiraman pada
tanaman Padi
 

Dinamika populasi Rhizobacte